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    <title>PID矫正环节详解.md - fubaisen</title>
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比例环节：即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用以减小误差。当偏差e&amp;#x3D;0时，控制作用也为0。因此，比例控制是基于偏差进行调节的，即有差调节。
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    <meta name="author" content="John Doe"> 
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        <h1 class="title">PID矫正环节详解.md</h1>
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            <span>五月 02, 2022</span>
            
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            <p><img src="https://s2.loli.net/2022/05/02/4c6xsVgrqwpYPXv.png" alt="img"></p>
<ul>
<li><p>比例环节：即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用以减小误差。当偏差e&#x3D;0时，控制作用也为0。因此，比例控制是基于偏差进行调节的，即有差调节。</p>
</li>
<li><p>积分环节：能对误差进行记忆，主要用于消除静差，提高系统的无差度，积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越大，积分作用越弱，反之则越强。</p>
</li>
<li><p>微分环节：能反映偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间。</p>
</li>
</ul>
<p><strong>从时间的角度讲，比例作用是针对系统当前误差进行控制，积分作用则针对系统误差的历史，而微分作用则反映了系统误差的变化趋势，这三者的组合是“过去、现在、未来”的完美结合  。</strong></p>
<p>当被放入较重的物体时，PID控制器可以消除未来的误差，会立刻顶回去，而PI控制器必定会有被压下去的过程，慢慢回去。</p>
<ul>
<li><p>加大kp可以产生更刚性和更快的响应</p>
</li>
<li><p>加大ki可以减少震荡 </p>
</li>
<li><p>加大kd可以</p>
</li>
</ul>
<blockquote>
<p>例如自动控制汽车加速到指定速度，要是一加速，踩100%油门，很容易就超了，超速了立即踩100%刹车。。。自然是不行的，最好就是让它缓慢加速，这就是比例控制器参数的意义。</p>
<p>kp一般小于1，这样不会剧烈震荡了。但是仍然还会抖动，狂抖。</p>
</blockquote>
<blockquote>
<p>整个系统不是特别稳定，总是在“抖动”。</p>
<p>你心里设想一个弹簧：现在在平衡位置上。拉它一下，然后松手。这时它会震荡起来。因为阻力很小，它可能会震荡很长时间，才会重新停在平衡位置。</p>
<p>请想象一下：要是把上图所示的系统浸没在水里，同样拉它一下 ：这种情况下，重新停在平衡位置的时间就短得多。</p>
<p>我们需要一个控制作用，让被控制的物理量的“变化速度”趋于0，即类似于“阻尼”的作用。越接近目标，P的作用越温柔。有很多内在的或者外部的因素，使控制量发生小范围的摆动。D的作用就是让物理量的速度趋于0，只要什么时候，这个量具有了速度，D就向相反的方向用力，尽力刹住这个变化。kD参数越大，向速度相反方向刹车的力道就越强。究竟怎么刹的细节，不是很清楚。</p>
</blockquote>
<blockquote>
<p>还有静误差，例如电机的静摩檫力大于动摩擦力，调微的功率不够怎么办？(只要有误差，就能检测的到)。</p>
<p>在P的作用下，水温慢慢升高。直到升高到45℃时，他发现了一个不好的事情：天气太冷，水散热的速度，和P控制的加热的速度相等了。</p>
<p>这可怎么办？</p>
<p>P兄这样想：我和目标已经很近了，只需要轻轻加热就可以了。但是轻轻加热完全不起作用。<br>D兄这样想：加热和散热相等，温度没有波动，我好像不用调整什么。<br>于是，水温永远地停留在45℃，永远到不了50℃。</p>
<p>作为一个人，根据常识，我们知道，应该进一步增加加热的功率。可是增加多少该如何计算呢？</p>
<p>设置一个积分量。只要偏差存在，就不断地对偏差进行积分（累加），并反应在调节力度上。</p>
<p>什么意思呢？这样一来，即使45℃和50℃相差不太大，但是随着时间的推移，只要没达到目标温度，这个积分量就不断增加。系统就会慢慢意识到：还没有到达目标温度，该增加功率啦！在微分完全不起作用的情况下，功率就会越来越大。</p>
<p>到了目标温度后，假设温度没有波动，积分值就不会再变动。这时，加热功率仍然等于散热功率。但是，温度是稳稳的50℃。</p>
</blockquote>
<p>kI的值越大，积分时乘的系数就越大，积分效果越明显。</p>
<p>所以，I的作用就是，减小静态情况下的误差，让受控物理量尽可能接近目标值。</p>
<p>I在使用时还有个问题：需要设定积分限制。防止在刚开始加热时，就把积分量积得太大，难以控制。</p>
<p>三者并不是依次关系，谁先开始都没有问题。(当然kp最先。)</p>
<p><img src="https://s2.loli.net/2022/05/02/Xua7d2e4onJlLbN.gif" alt="img"></p>
<hr>
<p>版权声明：本文为CSDN博主「才大难为用」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。<br>原文链接：<a target="_blank" rel="noopener" href="https://blog.csdn.net/HeroIsUseless/article/details/108634876">https://blog.csdn.net/HeroIsUseless/article/details/108634876</a></p>

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